CN112018940A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转电机，其具有沿上下方向延伸的轴线，能够有效地冷却线圈。一种具有沿上下方向延伸的轴线的旋转电机(1)，其具有：壳体(3)，其呈以轴线(2)为中心的圆筒形，在下部具有划定储油部(28)的底面(3b)；转子(4)，其被壳体(3)支承为能够绕轴线(2)旋转；定子(5)，其在壳体(3)的内周面(3a)与转子(4)之间相对于壳体(3)的内周面(3a)以及底面(3b)隔开间隙地固定于壳体(3)；冷却油供给部(25)，其向定子(5)的上部供给冷却油；以及冷却油引导件(30)，其设置在储油部(28)的外周部，对在定子(5)与壳体(3)之间流下的冷却油进行引导以使该冷却油向转子(4)的旋转方向偏转。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种具有沿上下方向延伸的轴线的旋转电机。

背景技术

作为车辆用的驱动装置，公知有具有扁平形马达和将扁平形马达的旋转力传递到行驶驱动轮的动力传递机构的驱动装置(参照专利文献1)，其中，该扁平形马达借助安装部件以转子的旋转中心沿车辆上下方向延伸的方式安装在车身强度部件上。根据该驱动装置，例如通过将扁平形马达配置在前座的下方，能够抑制车高并且能够使车辆的低重心化和重量平衡最佳化。

另外，使旋转轴线朝向车辆高度方向的电动机配置在左右前轮之间或左右后轮之间的结构也是公知的(参照专利文献2的图4)。该电动机是能够作为行驶驱动源或发电机使用的旋转电机的一例，具有转子、定子和收容它们的壳体。壳体具有可上下分割的上壳体和下壳体，在下壳体的侧壁安装有油泵。从油泵排出的油作为冷却油或润滑油被向电动机的各部供给。冷却油经由设置在上壳体上的油路被供给到电动机的绕组(线圈)的上端部。供给到电动机的各部的油积存在壳体的底部，由油泵吸入而循环。即，在壳体的下部，由底壁和侧壁形成贮存油的贮存空间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-29369号公报

专利文献2：日本特开2019-39552号公报

发明内容

在以这种姿态设置的旋转电机中，通过以线圈的下端部位于贮存空间的方式配置，从而线圈被油冷却。但是，在专利文献2记载的电动机中，为了防止壳体内的油面变动时的曝气，从底壁部的上表面突出设置有将贮存空间分离为径向内侧空间和径向外侧空间的以上下方向的轴线为中心的大致圆筒状的隔壁。因此，随着沿旋转轴线设置的轴的旋转，径向内侧空间的油形成回旋流，另一方面，线圈所在的径向外侧空间的油并不会形成回旋流，线圈无法有效地被冷却。

鉴于这样的背景，本发明的课题在于提供一种旋转电机，其具有沿上下方向延伸的轴线，能够有效地冷却线圈。

为了解决这样的课题，本发明的一个实施方式涉及一种旋转电机1，其具有沿上下方向延伸的轴线2，该旋转电机1具有：壳体3，其呈以所述轴线为中心的圆筒形，具有在下部划定储油部28的底面3b；转子4，其被所述壳体支承为能够绕所述轴线旋转；定子5，其在所述壳体的内周面3a与所述转子之间相对于所述壳体的所述内周面和所述底面隔开间隙地固定于所述壳体；冷却油供给部25，其向所述定子的上部供给冷却油；以及冷却油引导件30，其设置在所述储油部的外周部，对在所述定子与所述壳体之间流下的冷却油进行引导以使该冷却油向所述转子的旋转方向偏转。

根据该结构，在定子与壳体之间流下的冷却油通过冷却油引导件而向转子的旋转方向偏转，因此，积存在储油部中的冷却油形成转子的旋转方向的回旋流。由此，能够有效地冷却线圈。

在上述结构中，优选的是，所述冷却油引导件30包括板状的引导部件31，该引导部件沿着所述壳体3的所述内周面3a的下部延伸，具有在所述转子4的旋转方向上形成向下倾斜的倾斜面的上表面。

根据该结构，通过引导部件沿着壳体的内周面的下部设置的简单结构，能够在积存在储油部中的冷却油形成转子的旋转方向的回旋流。

在上述结构中，优选的是，所述引导部件31与所述壳体3的所述内周面3a协作而形成槽32，该槽的底面32a构成所述倾斜面。

根据该结构，能够抑制在引导部件的上表面流动的冷却油向引导部件的径向内侧流下，能够可靠地使冷却油向转子的旋转方向偏转。

在上述结构中，优选的是，所述引导部件31朝向所述转子4的所述旋转方向的上游侧形成为具有变细的径向厚度的楔形形状。

根据该结构，积存在储油部中的冷却油在引导部件的上游侧的端部沿着楔形形状顺畅地流动，能够抑制回旋流被引导部件阻碍的情况。

在上述结构中，优选的是，所述引导部件31朝向所述转子4的所述旋转方向的下游侧形成为具有变细的径向厚度的楔形形状。

根据该结构，积存在储油部中的冷却油在引导部件的下游侧的端部沿着楔形形状顺畅地流动，能够抑制回旋流被引导部件阻碍的情况。

在上述结构中，优选的是，所述定子5具有：圆环状的定子铁芯17、从所述定子铁芯的内表面突出的多个齿18、卷装在多个所述齿上的线圈19、以及从所述定子铁芯的外周面突出并沿上下方向延伸的多个突出部21，所述壳体3具有：多个鼓出部22，它们与所述突出部对应地向径向外侧鼓出，并与所述突出部隔开间隙地对置；以及多个支承部23，它们形成于各鼓出部的下端，支承对应的所述突出部，所述引导部件31以与多个所述支承部对应的方式分别设置。

根据该结构，在定子铁芯的突出部与壳体的鼓出部之间流下的冷却油被支承部挡住而被引导部件捕捉。由此，能够有效地产生回旋流。

在上述结构中，优选的是，所述冷却油供给部25具有配置在所述线圈19的上方的环状的供油管26和形成在所述供油管的下部的多个供油嘴27。

根据该结构，通过在供油管上形成有多个供油嘴的简单结构，能够向线圈的上端部均匀地供给冷却油，从而有效地冷却线圈。

在上述结构中，优选的是，所述转子4具有沿着所述轴线2延伸的旋转轴12和以一体旋转的方式设置在所述旋转轴的下端的辅助叶片40。

根据该结构，通过与转子一体旋转的辅助叶片，能够强化积存在储油部中的冷却油的回旋流。

在上述结构中，优选的是，所述辅助叶片40具有沿着所述壳体3的所述底面3b延伸的圆板部41和突出形成在所述圆板部的上表面的多个叶片部42。

根据该结构，能够在抑制冷却油的搅拌阻力的增大的同时强化储油部的外周部的回旋流。

这样，根据本发明，能够提供一种具有沿上下方向延伸的轴线的、能够有效地冷却线圈的旋转电机。

附图说明

图1是第一实施方式的电动机的剖视图。

图2是图1所示的电动机的拆卸了上壳体的状态的俯视图。

图3是示出冷却油的流动的电动机的剖视图。

图4是图1所示的下壳体的俯视图。

图5是将图1所示的下壳体局部剖切而示出的立体图。

图6是示出冷却油的流动的下壳体的立体图。

图7是第二实施方式的电动机的剖视图。

图8是将图6所示的下壳体局部剖切而示出的立体图。

标号说明

1：电动机(旋转电机)；2：轴线；3：壳体；3a：内周面；3b：底面；4：转子；5：定子；12：旋转轴；17：定子铁芯；18：齿；19：线圈；21：突出部；22：鼓出部；23：支承部；25：冷却油供给部；26：供油管；27：供油嘴；28：储油部；30：冷却油引导件；31：引导部件；32：槽；32a：底面(倾斜面)；40：辅助叶片；41：圆板部；42：叶片部。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

《第一实施方式》

首先，参照图1～图6对本发明的第一实施方式进行说明。图1是第一实施方式的电动机1的剖视图。电动机1是输出车辆的行驶驱动转矩的驱动源，以使轴线2沿上下方向延伸的姿态搭载于电动汽车或混合动力汽车等车辆。另外，电动机1是旋转电机的一例，也可以作为发电机使用。

如图1所示，电动机1具有：壳体3，其呈以轴线2为中心的圆筒形；转子4，其被壳体3支承为能够绕轴线2旋转；以及定子5，其配置在转子4的外周侧，并固定于壳体3。壳体3具有可上下分割的上壳体6和下壳体7，在内部划定了收容转子4及定子5的收容空间。下壳体7具有圆筒形的侧壁8和封闭侧壁8的下端的底壁9。这里所说圆筒形并不意味着是圆环状的筒状，而是指在周向的至少一部分呈沿着圆筒的形状。在下壳体7的底壁9形成有以轴线2为中心向上方突出的圆环状的轴支承部10。在上壳体6上形成有沿着轴线2的贯通孔11。

转子4沿轴线2在上下方向上延伸，具有：构成电动机1的输出轴的旋转轴12；绕旋转轴12配置的转子轮毂13；以及安装在转子轮毂13上的转子铁芯14。转子轮毂13可以一体地设置在旋转轴12上，也可以如专利文献2那样经由行星齿轮机构以能够相对旋转的方式设置在旋转轴12上。无论在哪种结构中，旋转轴12都随着转子轮毂13的旋转而旋转。旋转轴12在下端借助于轴承15被以能够旋转的方式支承于下壳体7的轴支承部10，旋转轴12在上部借助于设置在上壳体6上的轴承15而被支承为能够旋转。旋转轴12贯通上壳体6的贯通孔11并从壳体3的上表面向上方突出。转子铁芯14是以轴线2为中心的大致圆筒形状的转子铁芯，与转子轮毂13的外周面嵌合并结合，与转子轮毂13一体地旋转。电动机1是磁铁埋入型同步马达，在转子铁芯14中沿周向排列地埋入有多个永久磁铁。另外，电动机1也可以构成为不具有磁铁的同步磁阻马达或开关磁阻马达等。

定子5配置为在与转子铁芯14的外周面之间在径向上隔着规定长度的空隙、且在与壳体3的内周面3a之间隔开间隙。定子5具有：以轴线2为中心的圆环状的定子铁芯17；从定子铁芯17的内表面突出的多个齿18；以及卷绕安装在多个齿18上的线圈19。线圈19是段导体型线圈，通过分布卷绕而卷装在齿18上。线圈19的上端部比定子铁芯17的上端面向上方突出，线圈19的下端部比定子铁芯17的下端面向下方突出。线圈19的下端部、即定子5的下端部相对于壳体3的底面3b隔开间隙地配置。

图2是图1所示的电动机1的拆卸了上壳体6的状态的俯视图。如图1及图2所示，通过向线圈19供给三相交流电流而产生旋转磁场，转子4如图2中箭头X所示顺时针旋转。定子5具有从定子铁芯17的外周面突出并沿上下方向延伸的多个突出部21。在本实施方式中，六个突出部21在周向上以一定间隔配置。各突出部21是划定沿上下方向延伸的螺栓贯插孔的紧固用的突出片，各突出部21在定子铁芯17的高度的全长上与定子铁芯17一体地形成。

壳体3的侧壁8具有：与突出部21对应地向径向外侧鼓出并与突出部21隔开间隙地对置的多个鼓出部22；和形成于各鼓出部22的下端并支承对应的突出部21的多个支承部23。在本实施方式中，壳体3的侧壁8形成为在圆筒形的一部分扩大的形状，在壳体3的侧壁8上形成有三个鼓出部22。另一方面，为了支承突出部21，在壳体3上形成有六个支承部23。

各支承部23是具有螺纹孔的凸台，该螺纹孔供用于紧固定子5的螺栓螺合，在比壳体3的底面3b高的位置具有上表面，该上表面构成供定子5的突出部21的下表面抵接的支承面。即，各支承部23的上表面不是壳体3的内周面3a的一部分，所述壳体3的内周面3a是指壳体3的侧壁8的内表面中的除支承面以外的部分。在支承面的径向外侧、即各支承部23的外周部形成有圆弧槽24。在比支承面低的位置，壳体3的内周面3a呈圆筒形，不向径向外侧鼓出。

在壳体3内的上部设置有向定子5的上部供给冷却油的冷却油供给部25。冷却油供给部25具有配置在线圈19的上方的环状的供油管26和形成在供油管26的下部的多个供油嘴27，从多个供油嘴27向线圈19的上端供给冷却油。

图3是示出冷却油的流动的电动机1的剖视图。如图3所示，供给到线圈19的上端的冷却油冷却线圈19，顺着定子5的内表面或外表面流下而冷却定子5，并积存在壳体3的下部。即，壳体3通过内周面3a和底面3b在下部划定储油部28。线圈19的下端没入贮存在储油部28中的冷却油中(其油面29在图1及图3中用假想线示出)。通过这种结构简单的冷却油供给部25，向线圈19的上端部均匀地供给冷却油，线圈19被有效地冷却。

图4是图1所示的下壳体7的俯视图，图5是将图1所示的下壳体7局部剖切而示出的立体图。如图4及图5所示，在储油部28的外周部设置有多个引导部件31。各引导部件31构成冷却油引导件30，冷却油引导件30对在定子5(图3)与壳体3(图3)之间流下的冷却油进行引导以使该冷却油向转子4的旋转方向偏转，各引导部件31以与六个支承部23对应的方式设置于在周向上构成相等间隔的六个部位。

各引导部件31是以在壳体3的下部与内周面3a及底面3b抵接的方式设置的呈圆弧状弯曲的板状的板状部件。各引导部件31朝向转子4的旋转方向(图2所示的箭头X)的上游侧形成为具有变细的径向厚度的楔形形状，并且朝向转子4的旋转方向的下游侧形成为具有变细的径向厚度的楔形形状。各引导部件31具有比壳体3的内周面3a上的鼓出部22的周向长度长的周向长度。各引导部件31配置成：在转子4的旋转方向上，上游侧的端部与鼓出部22的上游侧的端部对齐，下游侧的端部位于比鼓出部22的下游侧的端部靠下游侧的位置。

各引导部件31的上表面与壳体3的内周面3a协作而形成在转子4的旋转方向上延伸的槽32。槽32形成为在转子4的旋转方向的上游侧浅，在转子4的旋转方向的下游侧深。即，槽32的底面32a在转子4的旋转方向上形成向下倾斜的倾斜面。槽32的下游端朝向转子4的旋转方向的下游侧开放。

电动机1以所述方式构成。接着，对这样构成的电动机1的作用效果进行说明。

如参照图3所说明的那样，从冷却油供给部25供给到线圈19的上端部的冷却油顺着定子5的内表面或外表面流下。在没有设置突出部21的部分，在定子5的外表面流下的油从没入油中的线圈19的下端与积存在储油部28中的油合流。另一方面，在设置有突出部21的部分，在突出部21与鼓出部22之间流下的冷却油被设置在支承部23的外周部的圆弧槽24捕捉。

图6是示出冷却油的流动的与图5对应的下壳体7的立体图。如图6所示，被圆弧槽24捕捉的冷却油在转子4的旋转方向(图2的箭头X)上在突出部21的上游侧及下游侧从圆弧槽24排出。从圆弧槽24排出的冷却油顺着壳体3的内周面3a落下，通过被引导部件31的槽32捕捉而向转子4的旋转方向的下游侧偏转。

这样，电动机1在储油部28的外周部具有引导冷却油的冷却油引导件30，由此，在定子5与壳体3之间流下的冷却油通过冷却油引导件30而向转子4的旋转方向偏转。由此，积存于储油部28中的冷却油形成转子4的旋转方向的回旋流，利用回旋流有效地冷却线圈19。

冷却油引导件30包括板状的引导部件31，该引导部件31沿着壳体3的内周面3a的下部延伸，具有在转子4的旋转方向上形成向下倾斜的倾斜面的上表面。这样，通过引导部件31沿着壳体3的内周面3a的下部设置这样的简单结构，转子4的旋转方向的回旋流形成于积存在储油部28中的冷却油。

引导部件31与壳体3的内周面3a协作而形成槽32，槽32的底面32a形成倾斜面，由此抑制了在引导部件31的上表面流动的冷却油向引导部件31的径向内侧流下，冷却油被可靠地向转子4的旋转方向偏转。

引导部件31朝向转子4的旋转方向的上游侧形成为具有变细的径向厚度的楔形形状，积存在储油部28中的冷却油在引导部件31的上游侧的端部沿着楔形形状顺畅地流动。由此，能够抑制回旋流被引导部件31阻碍的情况。

另外，引导部件31朝向转子4的旋转方向的下游侧形成为具有变细的径向厚度的楔形形状，积存在储油部28中的冷却油在引导部件31的下游侧的端部沿着楔形形状顺畅地流动。由此，也能够抑制回旋流被引导部件31阻碍的情况。

而且，引导部件31以与多个支承部23对应的方式分别设置。由此，在定子铁芯17的突出部21与壳体3的鼓出部22之间流下的冷却油被支承部23挡住而被引导部件31捕捉，从而有效地产生回旋流。

《第二实施方式》

接着，参照图7和图8对本发明的第二实施方式进行说明。此外，对与第一实施方式相同或等同的结要素标记相同的标号并省略重复的说明。

图7是第二实施方式的电动机1的剖视图，图8是将图7所示的下壳体7局部剖切而示出的立体图。如图7及图8所示，在本实施方式中，转子4具有以一体旋转的方式设置在旋转轴12的下端的辅助叶片40。辅助叶片40具有沿着壳体3的底面3b延伸的圆板部41和突出形成在圆板部41的上表面的多个叶片部42。

这样，通过转子4具有辅助叶片40，辅助叶片40随着转子4的旋转而一起旋转，积存在储油部28中的冷却油的回旋流被强化。

另外，辅助叶片40具有沿着壳体3的底面3b延伸的圆板部41和突出形成在圆板部41的上表面的多个叶片部42，由此抑制了冷却油的搅拌阻力的增大，并且强化了储油部28的外周部的回旋流。

以上结束具体的实施方式的说明，但本发明能够不限于所述实施方式地广泛地变形实施。例如，各部件和部位的具体结构、配置、数量等在不脱离本发明的主旨的范围内都可以适当变更。另一方面，所述实施方式所示的各构成要素并非全部都是必需的，可以适当地进行选择。

Claims (9)

1.一种旋转电机，其具有沿上下方向延伸的轴线，其特征在于，

所述旋转电机具有：

壳体，其呈以所述轴线为中心的圆筒形，具有在下部划定储油部的底面；

转子，其被所述壳体支承为能够绕所述轴线旋转；

定子，其在所述壳体的内周面与所述转子之间相对于所述壳体的所述内周面和所述底面隔开间隙地固定于所述壳体；

冷却油供给部，其向所述定子的上部供给冷却油；以及

冷却油引导件，其设置在所述储油部的外周部，对在所述定子与所述壳体之间流下的冷却油进行引导以使该冷却油向所述转子的旋转方向偏转。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述冷却油引导件包括板状的引导部件，该引导部件沿着所述壳体的所述内周面的下部延伸，具有在所述转子的旋转方向上形成向下倾斜的倾斜面的上表面。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

所述引导部件与所述壳体的所述内周面协作而形成槽，该槽的底面构成所述倾斜面。

4.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，

所述引导部件朝向所述转子的旋转方向的上游侧形成为具有变细的径向厚度的楔形形状。

5.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，

所述引导部件朝向所述转子的旋转方向的下游侧形成为具有变细的径向厚度的楔形形状。

6.根据权利要求3～5中的任意一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子具有：圆环状的定子铁芯、从所述定子铁芯的内表面突出的多个齿、卷装在多个所述齿上的线圈、以及从所述定子铁芯的外周面突出并沿上下方向延伸的多个突出部，

所述壳体具有：多个鼓出部，它们与所述突出部对应地向径向外侧鼓出，并与所述突出部隔开间隙地对置；以及多个支承部，它们形成于各鼓出部的下端，支承对应的所述突出部，

所述引导部件以与多个所述支承部对应的方式分别设置。

7.根据权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，

所述冷却油供给部具有配置在所述线圈的上方的环状的供油管和形成在所述供油管的下部的多个供油嘴。

8.根据权利要求1～5中的任意一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述转子具有沿着所述轴线延伸的旋转轴和以一体旋转的方式设置在所述旋转轴的下端的辅助叶片。

9.根据权利要求8所述的旋转电机，其特征在于，

所述辅助叶片具有沿着所述壳体的所述底面延伸的圆板部和突出形成在所述圆板部的上表面的多个叶片部。

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